思考習(xí)題與習(xí)題答案 (3)

1、思考題與習(xí)題1.可以決定直流伺服電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的是（ ）A.電機(jī)的極對(duì)數(shù)B.控制電壓的幅值C.電源的頻率D.控制電壓的極性2. 有一臺(tái)直流伺服電動(dòng)機(jī)，電樞控制電壓和勵(lì)磁電壓均保持不變，當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，電動(dòng)機(jī)的控制電流、電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速如何變化3.如果用直流發(fā)電機(jī)作為直流電動(dòng)機(jī)的負(fù)載來(lái)測(cè)定電動(dòng)機(jī)的特性（見(jiàn)圖5-101)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)其他條件不變，而只是減小發(fā)電機(jī)負(fù)載電阻RL時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速就下降。試問(wèn)這是什么原因圖5-101 用直流發(fā)電機(jī)作為直流電動(dòng)機(jī)的負(fù)載4.已知一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)，其電樞額定電壓Ua=110V，額定運(yùn)行時(shí)的電摳電流Ia=0.4A，轉(zhuǎn)速n=3600r/min，它的電樞電阻Ra50，空載

2、阻轉(zhuǎn)矩T0=15mN·m。試問(wèn)該電動(dòng)機(jī)額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩是多少5.用一對(duì)完全相同的直流機(jī)組成電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組，它們的勵(lì)磁電壓均為110V，電摳電阻Ra=75。已知當(dāng)發(fā)電機(jī)不接負(fù)載，電動(dòng)機(jī)電樞電壓加120 V時(shí)，電動(dòng)機(jī)的電樞電流為0.12A，繞組的轉(zhuǎn)速為4500 r/min。試問(wèn)： （1）發(fā)電機(jī)空載時(shí)的電樞電壓為多少伏 （2）電動(dòng)機(jī)的電樞電壓仍為110V，而發(fā)電機(jī)接上的負(fù)載時(shí)，機(jī)組轉(zhuǎn)速n多大（設(shè)空載阻轉(zhuǎn)矩為恒值）6.一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)，額定轉(zhuǎn)速為3000r/min。如果電樞電壓和勵(lì)磁電壓均為額定值，試問(wèn)該電機(jī)是否允許在轉(zhuǎn)速n=2500r/min下長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)為什么7.直流伺服電動(dòng)機(jī)在不帶負(fù)載時(shí)，其調(diào)

3、節(jié)特性有無(wú)死區(qū)調(diào)節(jié)特性死區(qū)的大小與哪些因素有關(guān)8.一臺(tái)直流伺服電動(dòng)機(jī)其電磁轉(zhuǎn)矩為倍的額定電磁轉(zhuǎn)矩時(shí)，測(cè)得始動(dòng)電壓為4V，當(dāng)電樞電壓增加到49V時(shí)，其轉(zhuǎn)速為1500 r/min。試求當(dāng)電動(dòng)機(jī)為額定轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速n=3000r/min時(shí)，電樞電壓Ua=9.已知一臺(tái)直流伺服電動(dòng)機(jī)的電樞電壓Ua=110 v，空載電流Ia0=0.055A，空載轉(zhuǎn)速n=4600r/min，電樞電阻Ra=80。試求： （1）當(dāng)電樞電壓Ua=時(shí)的理想空載轉(zhuǎn)速n0及堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)Td； （2）該電機(jī)若用放大器控制，放大器內(nèi)阻Ri=80，開(kāi)路電壓U1= ，求這時(shí)的理想空載轉(zhuǎn)速n0及堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)Td；（3）當(dāng)阻轉(zhuǎn)矩TL+T0由30mN·m

4、增至40mN·m時(shí)，分別試求上述兩種情況下轉(zhuǎn)速的變化n。10. 交流伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)常用的有_形轉(zhuǎn)子和非磁性杯形轉(zhuǎn)子。（ ）A.磁性杯B.圓盤(pán)C.圓環(huán)D.鼠籠11. 有一臺(tái)四極交流伺服電動(dòng)機(jī)，電源頻率為400Hz，其同步速為（ ）minminminmin12交流伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子有兩種形式，即_和非磁性空心杯形轉(zhuǎn)子。13. 異步伺服電動(dòng)機(jī)的兩相繞組匝數(shù)不同時(shí)，若外施兩相對(duì)稱(chēng)電壓，電機(jī)氣隙中能否得到圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)如要得到圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，兩相繞組的外施電壓要滿(mǎn)足什么條件14.為什么異步伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電阻要設(shè)計(jì)得相當(dāng)大若轉(zhuǎn)子電阻過(guò)大對(duì)電動(dòng)機(jī)的性能會(huì)產(chǎn)生哪些不利影響15.異步伺服電動(dòng)機(jī)在幅值

5、控制時(shí)，有效信號(hào)系數(shù)由0變化到1，電動(dòng)機(jī)中的正序、負(fù)序磁勢(shì)的大小將怎樣變化16.幅值控制異步伺服電動(dòng)機(jī)，當(dāng)有效信號(hào)系數(shù)1時(shí)，理想空載轉(zhuǎn)速為何低于同步轉(zhuǎn)速當(dāng)控制電壓發(fā)生變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)的理想空載轉(zhuǎn)速為什么會(huì)發(fā)生改變17.什么叫“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象對(duì)異步伺服電動(dòng)機(jī)應(yīng)采取哪些措施來(lái)克服“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象18.有一臺(tái)異步伺服電動(dòng)機(jī)忽略其定子參數(shù)和轉(zhuǎn)子漏抗，并假定R24Xm。試計(jì)算當(dāng)幅值控制及幅值-相位控制方式又始動(dòng)時(shí)為圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，它們的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩之比是多少此時(shí)電容電抗Xcm為R2的多少倍19.為什么交流伺服電動(dòng)機(jī)有時(shí)能稱(chēng)為兩相異步電動(dòng)機(jī)如果有一臺(tái)電機(jī)，技術(shù)數(shù)據(jù)上標(biāo)明空載轉(zhuǎn)速是1200r/min，電源頻率為50Hz，請(qǐng)

6、問(wèn)這是幾極電機(jī)空載轉(zhuǎn)差率是多少20.一臺(tái)400 Hz的異步伺服電動(dòng)機(jī)，當(dāng)勵(lì)磁繞組加電壓Uf=110V，而控制電壓Uc=0時(shí)，測(cè)得勵(lì)磁電流If=0.2A，將If的無(wú)功分量用并聯(lián)電容補(bǔ)償后，測(cè)得有功分量（即If的最小值）Ifm=0.1A。試問(wèn)： （1）勵(lì)磁繞組阻抗Zf0及阻抗角f0各等于多少（2）如果只有單相電源，又要求n=0時(shí)移相90°，應(yīng)在勵(lì)磁繞組上中多大電容（3）若電源電壓為110V，串聯(lián)電容后，Uf=Uc=（n=0）21伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向都非常靈敏和準(zhǔn)確地跟著_變化。22. 一臺(tái)500r/min,50Hz的同步電機(jī)，其極數(shù)是_。23. 同步電動(dòng)機(jī)最大的缺點(diǎn)是_。24.

7、同步電機(jī)電樞繞組匝數(shù)增加，其同步電抗( )A.增大B.減小C.不變D.不確定25對(duì)于同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以下結(jié)論正確的是( )A與電源頻率和電機(jī)磁極對(duì)數(shù)無(wú)關(guān)B與負(fù)載大小有關(guān)，負(fù)載越大，速度越低C帶不同負(fù)載輸出功率總量恒定D轉(zhuǎn)速不隨負(fù)載大小改變26. 如果永磁式同步電動(dòng)機(jī)軸上負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩超過(guò)最大同步轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子就不再以同步速運(yùn)行，甚至最后會(huì)停轉(zhuǎn)，這就是同步電動(dòng)機(jī)的（ ）A.失步現(xiàn)象B.自轉(zhuǎn)現(xiàn)象C.停車(chē)現(xiàn)象D.振蕩現(xiàn)象27.說(shuō)明永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)三閉環(huán)控制原理，說(shuō)明與常規(guī)速度控制的區(qū)別。答案1、D2. 答：直流伺服電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電壓和電樞控制電壓均維持不變，而負(fù)載增加時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速將下降，電樞電流和電磁轉(zhuǎn)

8、矩都會(huì)增大。3.答：發(fā)電機(jī)：Ea=Ua+IaRa，RL減小，Ua上升，n上升；電動(dòng)機(jī)：Ea=Ua-IaRa，n上升，轉(zhuǎn)矩T上升，Ia上升，最終導(dǎo)致轉(zhuǎn)速n下降。4、解：5、解：（1）（2）電壓平衡 又，（1）電磁平衡 帶負(fù)載（2）空載 （3）聯(lián)立（2）（3）得： （4）聯(lián)立（1）（4）得：6.答：不可以。對(duì)于電動(dòng)機(jī)有Ea=Ua-IaRa，若電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期工作在n=2500r/min下，Ea減小，而Ua不變，那么Ia上升，電動(dòng)機(jī)不可以長(zhǎng)期工作在超出額定電樞電流的狀態(tài)下。7.答：無(wú)。調(diào)節(jié)特性死區(qū)的大小與負(fù)載、電樞電阻及勵(lì)磁磁通有關(guān)。8. 解：， 又9. 解：，（1）（2）（3），10、D 11、D12、

9、鼠籠形轉(zhuǎn)子13. 答：不能。如要得到圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，兩相繞組的外施電壓應(yīng)與繞組匝數(shù)成正比。14.答：為了得到更接近于直線(xiàn)的機(jī)械特性，但不能過(guò)分增加。當(dāng)最大轉(zhuǎn)差率大于1后，若繼續(xù)增加轉(zhuǎn)子電阻，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩將隨轉(zhuǎn)子電阻增加而減小，這將使時(shí)間常數(shù)增大，影響電機(jī)的快速性能。同時(shí)由于轉(zhuǎn)矩的變化對(duì)轉(zhuǎn)速的影響增大，電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性變差。此外，轉(zhuǎn)子電阻取得過(guò)大，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩會(huì)顯著減小，效率和材料利用率大大降低。15.答：異步伺服電動(dòng)機(jī)在幅值控制時(shí)，有效信號(hào)系數(shù)越接近1，負(fù)序磁勢(shì)越小，而正序磁勢(shì)越大；反之若有效信號(hào)系數(shù)接近0，負(fù)序磁勢(shì)越大，正序磁勢(shì)就越小，但無(wú)論有效信號(hào)系數(shù)多大，負(fù)序磁勢(shì)幅值總是小于正序磁勢(shì)幅值，只有當(dāng)

10、有效信號(hào)系數(shù)為0時(shí)，正序、負(fù)序磁勢(shì)幅值才相等。16.答：當(dāng)有效信號(hào)系數(shù)e1，即橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的理想空載轉(zhuǎn)速將低于同步轉(zhuǎn)速。這是因?yàn)樵跈E圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中，存在的反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生了附加制動(dòng)轉(zhuǎn)矩T2，使電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩減小。同時(shí)在理想空載情況下，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速已不能達(dá)到同步轉(zhuǎn)速ns，只能是小于ns的n0。正向轉(zhuǎn)矩T1與反向轉(zhuǎn)矩T2正好相等，合成轉(zhuǎn)矩TeT1- T2=0，轉(zhuǎn)速n0為橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)時(shí)的理想空載轉(zhuǎn)速。有效信號(hào)系數(shù)e越小，磁場(chǎng)橢圓度越大，反向轉(zhuǎn)矩越大，理想空載轉(zhuǎn)速就越低。17.答：當(dāng)伺服電動(dòng)機(jī)處于單相供電時(shí)，電動(dòng)機(jī)仍然轉(zhuǎn)動(dòng)，這就是伺服電動(dòng)機(jī)“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象。 為了消除自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，交流伺服電動(dòng)機(jī)零信號(hào)時(shí)的機(jī)械特性必須如下圖所示，顯然這也就要求有相當(dāng)大的轉(zhuǎn)子電阻，最理想的是使轉(zhuǎn)差率sm>1，可以完全消除自轉(zhuǎn)現(xiàn)象18、解：幅值控制時(shí)：幅值相位控制時(shí)：其中： 所以：而由于：故：19.答：交流伺服電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)通常采用